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工程力学综合复习

基本概念与受力图13题汇交力系与力偶系6题平面一般力系11题材料力学绪论9题轴向拉伸与压缩12题剪切7题扭转8题弯曲内力8题弯曲强度17题弯曲变形8题应力状态与强度理论9题组合变形10题压杆稳定9题第一章基本概念与受力图(13题)离体受力图。

解答:确定研究对象:题中要求分别画出两个梁的分离体受力图,顾名思义,我们选取梁与梁作为研究对象。

(2) 取隔离体:首先我们需要将梁与梁在光滑铰链B处进行拆分,分别分析与梁的受力。

画约束反力:对于梁,A点为固端约束,分别受水平方向、竖直方向以及固端弯矩的作用, 《工程力学》综合复习资料(部分题无答案)目录(1-1 )梁与梁,在B处用光滑铰链连接, A端为固定端约束,C为可动铰链支座约束,试分别画出两个梁的分第一章第二章第三章第四章第五章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章(1)(3)为光滑铰链,受水平方向、竖直方向作用力,如下图a 所示。

对于梁,B 点受力与梁的B 端受力 互为作用力与反作用力,即大小相等,方向相反, C 点为可动铰链支座约束,约束反力方向沿接触面公法线,指向被约束物体内部,如下图所示。

(1-2 )画圆柱的受力图(光滑面接触)解答:(1) 确定研究对象:选取圆柱整体作为研究对象。

(2)画约束反力:根据光滑接触面的约束反力必通过接触点,方向沿接触面公法线,指向被约束物体 内部作出A 、B 点的约束反力,如下图所示。

(1-3 )已知:连续梁由梁和梁,通过铰链B 连接而成,作用有力偶 m,分布力q 。

试画出:梁和梁的分离体受力图。

弋a毛a L aL a Jr答:答:Y A(1-4 )已知:梁与,在B 处用铰链连接,A 端为固定端,C 端为可动铰链支座。

试画:梁的分离体受力图。

答:Y r aM A(1-5 ) 结构如图所示,受力 P 。

为二力杆,B 为固定铰链支座, 试分别画出杆和杆的受力图。

答:X BIY BY B rn.il BlYcA 为可动铰链支座,C 为中间铰链连接。

C45。

(1-6 )已知刚架,承受集中载荷 P 和分布力q , 刚架尺寸如图所示,A 为固定端约束,试画出刚架受力图。

(1-7 )平面任意力系作用下,固定端约束可能有哪几个反力?平面任意力系作用下,固定端约束可能包括:X 、Y 方向的约束反力和作用在固定端的约束力偶距。

(1-8)作用力与反作用力中的两个力和二力平衡原理中的两个力有何异同? 两种情况共同点:两力等值、反向、共线。

不同点:前者,作用于不同物体。

后者,两力作用于同一物体。

(1-9)理想约束有哪几种?理想约束主要包括:柔索约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束、辊轴铰链约束、光滑球形铰链约束、轴承约束等。

(1-10 )什么是二力构件?其上的力有何特点?二力构件指两点受力,不计自重,处于平衡状态的构件。

特点:大小相等 ,方向相反且满足二力平衡条件。

(1-11 )什么是约束?若一物体的位移受到周围物体的限制,则将周围物体称为该物体的约束。

约束施加于被约束物体的力称为 约束力,有时也称为约束反力或反力。

C答:(1- 12 ) 光滑接触面约束的反力有何特点?光滑接触面约束的约束力方向沿接触面的公法线且指向物体,接触点就是约束力的作用点。

(1-13 )什么是二力平衡原理?作用在刚体上的两个力平衡的必要与充分条件是:两个力大小相等,方向相反,并沿同一直线作用。

第二章简单力系(6题)(2-1 )下图所示结构中,和杆为二力杆,已知集中载荷P为铅垂方向。

试求杆和的拉力。

解得:0.866P (拉力),0.5P (拉力)解:作下图所示坐标系,假设与杆所受力均为拉力,根据三角形角度关系,分别列出首先选取节点B为研究对象,其受力图如下图所示,此力系为平面汇交力系,集中载荷铅垂方向,其余两个力N AB与N BC未知,假设N AB与N BC均为拉力,方向沿二力杆远离节点P为已知,方向沿B,作直角坐标系,平衡方程为:N AB sin30o N BC sin 60o 0v n M cos30o NBC cos60o P 0(2-2 )已知:与杆不计自重,试求:与杆所受力。

A、B、C处为铰链连接, F1=400 , F 2=300 , F 3=700X、Y方向的平衡方F 1 N AC cos60° F 3 N ABCOS 60° 0Y 0F 2F 3cos60o N AB cos30o N AC cos30o 0联立上面两个方程, 解得:581.5 (负号代表压力)169.1(负号代表压力)(2-3 )平面汇交力系的平衡条件是什么?平面汇交力系的平衡条件:力系的合力等于零,或力系的矢量和等于零,即:(2-4 )求下图所示的 P 力对A 点之矩M A (p)=?即:M A (P ) = P aX L(2-5 )什么是合力投影定理?(a ) (b )程为:nR F ii 1解答:求力对A 点之矩时, 我们首先将P 力分解为与A 点相平行以及垂直的方向的两个力,根据力对点之矩的定义,P 力与A 点相平行的分解力通过A 点,故不产生力矩,只有 P 力与A 点相垂直的分解力产生力矩,合力在某轴的投影等于各分力在同一坐标轴投影的代数和。

(2-6 )答:(a)图表示四个力组成平衡力系。

(b)图中,F4是其它三个力的合力。

第三章平面一般力系(11题)(3-1 )已知:右端外伸梁,受力P、Q和q。

A为固定铰链支座, B为可动铰链支座。

试求:A和B处的约束反力。

ii PqA Q解答: i L t i a 亠其中以右端外伸梁为研究对象,画受力图,如下图所示。

A为固定铰链支座,故的方向未定,将其分解为、;B为可动铰链支座,的方向垂直于支撑面, P、Q和q为主动力,列出平衡方程:m A(F) P (L a) qL L R B LX AY A R B P qL 0最后解得:X A Q (负号说明方向向左)A Q向左) Y A qL Pa,宀匸(向上)R BqL2P(;a)(向上)(3-2 )已知:右端外伸梁,受力P 、、q。

A为固定铰链支座, B为可动铰链支座。

试求:A和B处的约束反力。

解答:q以右端外伸梁为研究对象,画受力图, 如下图所示。

其中A为固定铰链支座,故的方向未定,将其分解为、;B为可动铰链支座,的方向垂直于支撑面, P、F、、q为主动力,列出平衡方程:m A(F) qa (2a a) 2qa 2a22R B L qa 0X A2qa 0R B qa 2qa 0 最后解得:X A 2qa(负号说明方向向左)(向上)2(向上)(3-3 )已知:简支梁,中点C处有集中力P,段有均匀分布力q,段有线性分布力,其最大值为q。

求:A、B两处的约束反力。

(先画出受力图)(3-4 )—端外伸梁如图所示,已知q, a,3 a。

试求梁的约束反力。

提示:必须先画出梁的受力图,明确写出平衡方程。

(4/3) (8/3)试求:①、②、③杆的轴力。

解答:以外伸梁为研究对象,画受力图,如下图所示。

其中A为固定铰链支座,故的方向未定,将其分解为、;B为可动铰链支座,的方向垂直于支撑面, q为主动力, 列出平衡方程:m A(F) q(3a a) (3a a)2R B 3a 0最后解得:X AY A R B4qa 1111 u F ir i rL iY A B4---------- 3a---------- kL RB---- a(3-5 )求梁的约束反力。

广42答:R A 4qa (向下),R B 6qa (向上)(3-6 )已知:桥梁桁架如图所示,节点载荷为1200 、Q =400 。

尺寸a = 4 m ,b =3 m 。

PqACX AA(提示:先求支座反力,再用截面法求三根杆的轴力)解答:以整体为研究对象,画受力图,如下图所示。

其中A为固定铰链支座,故的方向未定,将其分解为、为可动铰链支座,的方向垂直于支撑面, P为主动力,列出平衡方程:m A(F)P 2a Q b R B 3a 0X A Q 0Y A R B P 0解得: 400 (负号说明方向向左)()/3a = 300(向上)(2)3 a900(向上)BR B然后利用截面法进行解题,作1 - I截面如图所示, 分别有①、②、③杆的轴力为N、Nb、假设方向均为拉力,列平衡方程为:首先以左半部分为研究对象,对E点取矩有:m E(F)0Y A a X A b N1N1X A b Y A a800KN (拉力)对D取矩有:m D(F) 0 Y A2a N3 b N3Y Ab2a800 KN (负号代表压力)对A取矩有:m A(F)0N3 b N2 AD sin 0;sin _b_b2_N2500KN (拉力)(3-7 )已知:梁与梁,在C处用中间铰连接,承受集中力分布力q、集中力偶m,其中P =5 , q =2.5 /m , m=5 • m。

试求A 、B 、C 处的支座反力。

屮口 L!丄mil(3-8 )梁及拉杆结构如图所示,已知q , a ,3 a 。

求固定铰链支座A 及拉杆的约束反力R A 及RBD。

求:A 、B 、C 处的约束力_ m qZl+ + + + A 汁平面力系中各力对任意点力矩的代数和等于零。

(3-11)什么是平面一般力系?各力的作用线分布在同一平面内的任意力系。

第四章材料力学绪论(9题)(4-1 )材料的基本假设有哪几个?(4-2 )杆件有哪几种基本变形?对每种基本变形,试举出一个工程或生活中的实际例子。

(4-3 )材料力学的主要研究对象是什么构件? 4-4 )什么是弹性变形 ?什么是塑性变形?EZZZ .1m2m2m 1m 1ma X * 0aY弋 a ,5kN aX Br*nYB1,5kN答:qaA4 kN mR C 0.5 kN(3-10 )工(F)=0 ”是什么意思?4答:(4/3 ) (8/3)(3-9 )已知:连续梁由梁和梁,通过铰链HqD1' q卩 1 F1f 4 r h 11 13a一BaB 连接而成• m =10m 2AX,1 m .C(4-5 )什么是微元体?它代表什么?(4-6 )什么是内力?有几种内力素?各内力素的常用符号?(4-7 )什么是应力?有几种应力分量?各应力分量的常用符号?应力的常用单位?(4-8 )什么是应变?有几种应变分量?各应变分量的常用符号?为什么说应变是无量纲的量?(4-9 )什么是强度失效?刚度失效?稳定性失效?(4-1 )在材料力学中,对于变形固体,通常有以下几个基本假设:(1)材料的连续性假设,认为在变形固体的整个体积内,毫无空隙地充满着物质。

(2)材料的均匀性假设,认为在变形固体的整个体积内,各点处材料的机械性质完全一致。

(3)材料的各向同性假设,认为固体在各个方向上的机械性质完全形同。

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